Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Unjuk kerja Pengering Surya Tipe Rak Pada Pengeringan Kerupuk KulitMentah

Adjar Pratoto*, Endri Yani, Nural Fajri, Dendi A. Saputra M.

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Andalas

Kampus Limau Manis, Padang 25163, Indonesia

*Email: adjar.pratoto@ft.unand.ac.id

AbstrakPengeringan bahan-bahan makanan skala kecil biasanya dilakukan secara tradisional dengan caramenjemur bahan tersebut secara langsung dan terbuka di bawah sinar matahari. Persoalan cuaca danhiginitas bahan sering kali menjadi kendala bagi praktik pengeringan semacam ini. Penggunaanperangkat pengering surya telah banyak dipraktikkan untuk mengatasi kendala tersebut, namuninformasi mengenai unjuk kerja pengering surya khususnya untuk kerupuk kulit mentah belumbanyak tersedia. Pada penelitian ini, dilakukan kajian eksperimental untuk mendapatkan informasiunjuk kerja perangkat pengering surya tipe rak pada pengeringan kerupuk kulit mentah. Pengeringsurya yang digunakan adalah pengering surya aktif, yaitu dengan melengkapinya dengan sebuahkolektor surya udara laluan tunggal. Kabin pengering berukuran 900 mm x 900 mm x 1237 mmdengan rangka besi siku dan dinding dari bahan plastik untuk menambah penyerapan panasmatahari. Kabin pengering tersebut memuat enam buah rak yang masing-masing berukuran 870 mmx 870 mm. Untuk memudahkan pelepasan uap air dari bahan agar keluar dari kabin, pada atap kabindipasang turbin ventilator. Pengujian diakukan pada dua kondisi pencahayaan matahari, yaitu padacuaca cerah dan cuaca mendung. Untuk tiap pengujian, digunakan kerupuk kulit sebanyak 8 kg dandidistribusikan secara merata pada keenam buah rak tersebut. Pada kondisi cerah, suhu udara kabindapat mencapai 40oC dengan waktu pengeringan kurang dari dua hari. Sedangkan pada kondisimendung, suhu maksimal yang dapat dicapai adalah sebesar 35oC dan waktu pengeringannya lebihlama, yaitu sekitar tiga hari. Distribusi suhu udara di antara rak-rak tidak terlalu nyata. Hal inimenunjukkan bahwa suhu di dalam kabin relatif seragam, walaupun dengan nilai yang naik-turunsesuai dengan intensitas matahari dan suhu lingkungan. Walaupun suhu udara di dalam kabin relatifseragam, namun laju pengeringan bahan pada berbagai posisi rak tidak seragam, yaitu dengan lajuyang tinggi di bagian bawah dan laju yang rendah di bagian atas. Hal ini menunjukkan adanyakelembaban udara yang tidak seragam di dalam kabin; kelembaban rendah di bagian bawah dankelembaban yang tinggi di bagain atas. Hal ini disebabkan adanya pelepasan air dari bahan dibagian rak bawah dan ditarik ke atas oleh turbin ventilator.

Kata kunci : pengering surya, tipe rak, kerupuk kulit, unjuk kerja.

Pendahuluan

Pengeringan merupakan proses sederhanamengurangi kandungan air dari dalam suatuproduk sampai pada tingkat tertentu, sehinggadapat mencegah pembusukan dan amandisimpan dalam jangka waktu yang lama [1].

Pengeringan merupakan cara yang palingmudah dan paling umum dilakukan dalammengawetkan makanan dari berbagai varietasproduk [2]. Kadar air produk harus dikurangisampai hanya tersisa sekitar 5 sampai 10%untuk menonaktifkan mikroorganisme yangada di dalam produk [3].

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Kerupuk kulit merupakan makanan dariolahan kulit sapi. Untuk mendapatkankerupuk kulit yang enak, ada beberapa prosesyang harus dilakukan, salah satunya adalahproses pengeringan. Selama ini prosespengeringan masih dilakukan secaratradisional, dimana produk yang akandikeringkan langsung terkena sinar mataharidan angin. Meskipun metoda pengeringandengan cara ini sangat praktis, namunmemiliki beberapa kelemahan, seperti waktupengeringan yang lama dan mudahterkontaminasi oleh debu, serangga danmikroorganisme [4]. Di samping itu, kapasitasproduksi juga terbatas.

Pengeringan kerupuk kulit mentah(setengah jadi) dengan menggunakanpengering tipe tunnel sudah pernah dilakukanoleh Moranza [5]. Moranza menggunakanarang batok kelapa sebagai sumber energipengeringan. Moranza melakukanpengamatan terhadap temperatur lingkungan,temperatur tungku, temperatur ruangpengering, perubahan kadar air dan lajupengeringan. Selain itu, juga dilakukananalisa ekonomi untuk menghitung biayapengeringan.

Pengeringan bahan-bahan makanan skalamiro dan kecil biasanya dilakukan secaratradisional dengan cara menjemur bahantersebut secara langsung dan terbuka dibawah sinar matahari. Sebagimanadipaparkan sebelmnya, persoalan cuaca danhiginitas bahan sering kali menjadi kendalabagi praktik pengeringan semacam ini.Penggunaan perangkat pengering surya telahbanyak dipraktikkan untuk mengatasi kendalatersebut, namun informasi mengenai unjukkerja pengering surya khususnya untukkerupuk kulit mentah belum banyak tersedia.Pada penelitian ini, dilakukan kajianeksperimental untuk mendapatkan informasi

unjuk kerja perangkat pengering surya tiperak pada pengeringan kerupuk kulit mentah.

EksperimenPenelitian ini menggunakan alat pengering

surya tipe rak dengan bagian utama terdiridari kain pengering, sebuah kolektor surya,dan sebuah turbin ventilator (Gb.1). Kabinpengering berukuran 900 mm x 900 mm x1237 mm dengan rangka besi siku dandinding dari bahan plastik untuk menambahpenyerapan panas matahari. Kabin pengeringtersebut memuat enam buah rak yang masing-masing berukuran 870 mm x 870 mm. Untukmemudahkan pelepasan uap air dari bahanagar keluar dari kabin, pada atap kabindipasang turbin ventilator. Kolektor suryayang digunakan adalah tipe kolektor udaralaluan tunggal (single-pass air collector).

Gambar 1 Pengering surya tipe rak

Pengujian dilakukan di KampusUniversitas Andalas, Padang yang berada diketinggian 300 m dpl. ini dilaksanakan diLaboratorium Termodinamika Jurusan TeknikMesin Universitas Andalas dari bulan Januarisampai bulan Mei 2014. Bahan yangdigunakan adalah kulit sapi basah ukuran 20mm x 30 mm yang diperoleh dari sebuahindustri rumah tangga pengolahan kerupuk

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

kulit di Kelurahan Durian Tarung, KotaPadang. Pengujian diakukan pada dua kondisipencahayaan matahari, yaitu pada cuaca cerahdan cuaca mendung. Untuk tiap pengujian,digunakan kerupuk kulit sebanyak 8 kg dandidistribusikan secara merata pada keenambuah rak tersebut sehingga tiap rak memuatsekitar 1,3 kg bahan yang akan dikeringkan.

HasilDari hasil pengujian, didapatkan hubungan

antara intensitas cahaya matahari yangditerima oleh kolektor surya dengantemperatur di dalam ruang pengering untukcuaca cerah dan cuaca mendung sepertiditunjukkan oleh Gambar 2 dan 3.

Gambar 2 dan 3 memperlihatkan fluktuasimenunjukkan radiasi matahari selamapengeringan, baik dalam kondisi cuaca cerah

maupun mendung, sesuatu yang sangat tipikaldi daerah perbukitan. Pengeringan pada saatcuaca cerah membutuhkan waktu 2 hari,sedangkan untuk cuaca mendung dibutuhkanwaktu selama 3 hari. Rata-rata temperaturpada cuaca cerah adalah 30,8 oC. Temperaturtertinggi adalah 31,5 oC yaitu pada rak 4 dantemperatur terendah terjadi pada rak 2. Hal inidisebabkan karena udara panas yang berasaldari kolektor surya bergerak dari rak yangberada di bawah ke rak atas, sedangkanturbin ventilator mengantarkan udaralingkungan yang mempunyai temperatur yanglebih rendah ke dalam ruang pengering.Udara yang berasal dari kolektor surya danturbin ventilator bertemu pada tengah ruangpengering.

Gambar 2 Perubahan suhu di dalam kabin pengering dan intensitas radiasi selama pengeringanpada kondisi cuaca cerah

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Gambar 3 Perubahan suhu di dalam kabin pengering dan intensitas radiasi selama pengeringanpada kondisi cuaca mendung

Pada saat cuaca mendung, intensitascahaya berfluktuatif tiap harinya. Temperaturrata-rata berkisar 30,4 oC, dengan temperaturtertinggi berada pada rak 6 yaitu sebesar 31,1oC dan temperatur terendah pada rak 1 yaitusebesar 29,1 oC. Hal ini disebabkan karenakolektor surya tidak mendapatkan cahayayang cukup untuk meningkatkan temperaturruangan pengering, jadi udara panas berasaldari atap ruang pengering.

Pada hari pertama, distribusi temperaturpada berbagai posisi rak cukup besat dan padahari berikutnya, distribusi temperatur lebihseragam. Hal ini disebabkan oleh adanya lajupenguapan dari tiap-tiap rak berbeda danpengaruh posisi kolektor surya dan turbinventilator.

Pada Gambar dan 5 diperlihatkanperubahan kadar air (basis basah) bahanselama pengeringan, masing-masing, padakondisi cuaca cerah dan cuaca mendung.Penurunan kandunga air yang signifikantejadi di rak-rak bagian bawah dan atas,sedangkan pada rak bagian tengah, lajupengurangan massanya lebih lambat. Lajupenurunan massa yang tinggi pada rak dibagian bawah disebabkan oleh adanyamasukan energi panas yang besar darikolektor surya. Sedangkan, laju penguranganmassa yang besar pada rak bagian atasdisebabkan oleh peningkatan laju aliranmassa yang didukung oleh pembuangan udaralembab oleh turbin ventilator.

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Gambar 4 Perubahan kadar air bahan selama pengeringan pada kondisi cuaca cerah

Gambar 5 Perubahan kadar air bahan selama pengeringan pada kondisi cuaca mendung

Gambar 6 dan 7 memperlihatkan lajuperubahan kadar air bahan pada berbagai rakselama proses pengeringan, masing-masing,pada kondisi cuaca cerah dan cuaca mendung.Baik pada kondisi cuaca cerah maupun cuacamendung, profil laju pengeringan tidakmemperlihatkan profl laju konstan kecualiuntuk segmen singkat pada rak no.1 dan rakno.6 pada hari pertama dengan kondisicerah. Profil laju pengeringan yang konstan(datar) pada priode awal pengeringanmenunjukan dominasi faktor eksternal dalamproses pengeringan; pengeringandikendalikan oleh penguapan kandungan air

bebas di permukaan bahan. Perpindahanmassa dari dalam produk ke permukaanberlangsung cepat dan tahanan terhadapperpindahan massa didominasi padaparameter-parameter pengeringan dipermukaan bahan. Bila kandungan air bebaspada permukaan telah berkurang (permukaantidak lagi jenuh), laju pengeringandikendalikan oleh parameter-parameterinternal, yaitu difusivitas massa di dalambahan. Kulit sapi tidak banyak memiliki pori-pori. Hal ini akan menambah tahananterhadap laju perpindahan massa dari dalammenuju permukaan.

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Gambar 6 Laju pengeringan pada berbagai rak pada kondisi cuaca cerah

Gambar 7 Laju pengeringan pada berbagai rak pada kondisi cuaca mendung

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-02

Kesimpulan

Pada makalah ini telah dipaparkan unjukkerja pengering surya tipe rak untukmengeringkan kerupuk kult mentah. Distribusitemperatur di dalam kabin pengering relatifseragam. Dengan kabin pengering berisi 6 rakpengering, ketidakseragaman laju pengeringanterjadi. Namun demikian, ketidakseragaman inidapat diperkecil dengan adanya turbinventilator.

Referensi

[1] Ekechukwu, O.V., Norton, B., Review ofSolar-Energy Drying Systems I: anOverview of Drying Principle andTheory, International Journal of EnergyConversion & Management, 40, (1999),593-613.

[2] Romano, G.; Kocsis, L. & Farkas,I.,Analysis of Energy and EnvironmentalParameters during Solar Cabinet Dryingof Apple and Carrot, Drying Technology:An International Journal, 27:4 (2009),574-579.

[3] Arora, C.P., Refrigeration and AirConditioning, Second Edition, McGrowHill, Singapore, 2001.

[4] Elzubeir, Asim Osman, SolarDehydration of Sliced Onion,International Journal of VegetableScience, 20:3 (2014), 264-269.

[5] Moranza, Handrio; Pengembangan AlatPengering Tipe Tunnel dengan SumberEnergi Arang Batok Kelapa dalam UpayaPeningkatan Produksi Kerupuk Kulit;Fakultas Teknologi Pertanian UniversitasAndalas; Padang; 2008